книги из ГПНТБ / Чеботаревский, В. В. Лаки и краски - что это такое

следовательно, нарушится тепловой баланс летательного аппарата. Практикой проверено, что созданные советски­ ми учеными специальные покрытия могут длительное время эксплуатироваться в космическом пространстве, не изменяя своих свойств.

На этом оптические свойства лакокрасочных покрытий не исчерпываются.

Определенные оптические свойства необходимы также тем покрытиям, которые работают на кораблях, цифербла­ тах и шкалах приборов и т. н.

Проблема улучшения видимости предметов, будь то самолет, автомобиль, бакены или стрелки и цифры прибо­ ров, а также опознавательные знаки в сумерках, тумане, в полной темноте долгое время оставалась нерешенной, и наконец...

Вы плывете на теплоходе. Корабль выходит на широ­

точку ■ ото бакен, указывающий фарватер кораблю. В ото вре.мя суток бакены белого цвета уже не видны. Через полча-а сумерки сгустились, и красный бакен тоже стал незаметен. ,1 тром на море был туман, и, представьте, красный бакен опять был отлично виден, хотя. берега и бакены белого цвета не были видны.

По шоссе мчатся два автобуса; их кузова окрашены в серо-голубой цвет, на фоне которого ярко выделяется широкая красная полоса. Машины спустились в долину и попали в полосу тумана. Одна машина почти тотчас «растворилась» в тумане, ее контуры слились с окружаю­ щей местностью, и она стала плохо различима. Другая

124 машина тоже «потеряла» контуры, но красная полоса па

к у з о в е я с н о в и д н а и п р ед у п р еж д а е т п е ш е х о д о в и водит е­ л е й транспорта об опасност и.

Почему же покрытия эмалями примерно одинакового (красного) цвета отличаются по видимости. Обычно счи­ талось, что красный цвет наиболее различимый для чело­ веческого глаза. Теперь установили, что человеческий глаз более чувствителен к желтому цвету. Но вот повы­ сить яркость, т. е. видимость покрытия удалось сравни­

тельно недавно.

При снижении степени освещенности количество све­ товой энергии, отражаемой от поверхности нокргйтия, по­ лученного нанесением обычной эмали, резко снижается, что является причиной ухудшения видимости и различи­ мости цвета окрашенного предмета.

Специалисты задумались, каким путем можно повысить яркость покрытия, именно в области желтого и красного излучения? Нужно было найти способ трансформировать коротковолновую световую энергию в более длинновол­ новую — лучше воспринимаемую человеческим глазом. И такие покрытия удалось создать — это так называемые «покрытия флуоресцентного свечения», в состав которых входят органические вещества — люминесцентные краси­ тели — способные трансформировать коротковолновую световую энергию в более длинноволновую, лучше воспри­ нимаемую человеческим глазом. Они светятся только в момент возбуждения, т. е. в момент попадания на них световой энергии. К люминесцентным красителям отно­ сятся люмоген светло-голубой (диксантилен), светящий­ ся голубым светом; люмоген желтый, светящийся желтым светом; люмоген красно-оранжевый, светящийся оранже­ вым светом и некоторые другие.

Сами по себе эти красители обладают большой ярко­ стью, особенно под действием ультрафиолетового излучения, 125

однако при смешении их с плеикообразующими эффект люминесценции уменьшается.

Необходимо было краситель превратить в пигмент, т. е. заковать частички его в полимерную «броню». Для этого красители смешивали с раствором бесцветной про­ зрачной конденсационной смолы. Затем растворитель выпаривали, и окрашенную смолу при нагревании кон­ денсировали (переводили в нерастворимое состояние). Окрашенную твердую и хрупкую смолу в охлажденном состоянии измельчали до частичек диаметром 10—30 мкм.

Возникла задача найти пленкообраэующее, на основе которого можно получить флуоресцентную краску с мак­ симальной интенсивностью свечения. После соответствую­ щих исследований ученые пришли к выводу, что это должна быть прозрачная, светостойкая, бесцветная смола холодного отверждения, например полимер акрилового ряда. Изготовили краску, окрасили пластинки и провели испытания в атмосферных условиях — покрытие ярко светилось. Однако прошло 2—3 месяца, и свечение по­ блекло, пигмент стал выцветать от действия солнечных лучей. Необходимо было защитить покрытия от действия ультрафиолетового излучения. С этой целью поверх флуо­

фиолетового излучения. С помощью такого фильтра уда­ лось повысить срок эксплуатации покрытия в несколько раз.

Свечение покрытия происходит по обе стороны от его поверхности. Для использования энергии свечения, кото­ рая поглощалась поверхностью подложки, на нее наносят светоотражающий подслой с большим коэффициентом от­ ражения; им служит покрытие белой акриловой эмалью

126 с коэффициентом отражения света около 0,80—0,82.

Таким образом, система флуоресцентного покрытия представляет собой многослойный «пирог», где каждый слой играет свою роль: сначала защитное, антикоррозион­ ное покрытие, затем покрытие белого цвета, отражающее цветное свечение, поверх него покрытие флуоресцентной эмалью, излучающее цветное свечение и сверху лак — светофильтр, который предохраняет цветную эмаль от

выцветания.

Люминесцентные красители и краски на их основе (флуоресцентные) с большим эффектом используются в печатно-рекламном деле, в театральной практике, где с помощью ультрафиолетового подсвета (невидимого для человеческого глаза) в полной темноте достигается .не­ обычно эффективное свечение декораций, костюмов.

Казалось бы, задача создать яркое светящееся покры­ тие решена. Но ведь в темноте покрытие не светится. А как быть, если невозможно осуществить Искусствен­ ный подсвет?

Возмо-'ei, например, такой случай. Ночь. Пилот уве­ ренно ведет самолет. Приборы имеют искусственный под­ свет, цифры на шкалах и стрелки отчетливо видны. Вне­ запно электрический агрегат вышел из строя и все погру­ зилось во мрак. Показания приборов не видны, создалась аварийная ситуация. Так могло бы быть, если бы не были изобретены, фосфоресцентные краски, на основе которых получают покрытия, светящиеся в полной темноте.

Существуют фосфоресцентные краски двух типов: краски постоянного свечения — продолжительность свече­ ния покрытий, содержащих такие краски, велика, и крас­

Название таких красок — фосфоресцирующие — было дано им около 1000 лет тому назад, когда алхимики в поисках философского камня прокалили тяжелый шпат с углем и получили вещество, которое после пребывания на свету приобрел свойство светиться в темноте. В XVII веке светящиеся составы были получены прокаливанием устричных раковин с серой. Эти составы ( в первом случае сернистый барий, во втором — сернистый кальций) оши­ бочно называли фосфоры, так как полагали, что получен искусственный фосфор. Однако можно и сейчас встретить людей, наивно думающих, что составы ночного свечения содержат желтый фосфор. Это в корне неверно, так как свечение желтого фосфора связано с химической реакцией окисления, а свечение светосоставов является следствием физических процессов.

В состав фосфоресцентных красок (светосоставов) пос­ тоянного свечения входят радиоактивные вещества и пиг­ мент, способный светиться под действием радиоактивных излучений.

В 1903 г. В. Круксом было обнаружено, что при радио­ активном распаде а-, р- и 7 - частицы, вылетающие из ядер атомов радиоактивного вещества, ударяясь о грани кри­ сталла сульфида цинка, возбуждают свечение. При ударе частиц возникают отдельные вопыпгки — сцпнцилляции, а Р- и 7 - частицы вызывают сплошное свечение, сходное с фосфоресценцией. Таким образом, видимое свечение све­ тосостава является результатом фосфоресценции всего состава и большого числа отдельных вспышек (сцинцилляций). При определенном содержании радиоактивного ве­ щества обеспечивается необходимая интенсивность свече­ ния. В качестве радиоактивного вещества в светосоставах постоянного действия обычно применяют смесь радиотория

128 п мезотория.

Загляните в любую электрическую машину пли при­ бор п Вы увидите огромное число проводов, различных де­ талей, покрытых слоем лакокрасочного материала. Назна­ чение этого слоя различно: в одних случаях — быть пре­ градой на пути электрического тока, т. е. быть изолято­ ром, в других — способствовать прохождению тока, т. е. быть проводником.

Лаки и эмали широко применяют для покрытия изде­ лий из электротехнических сталей, трансформаторного же­ леза, проводов и т. д. Изоляция синтетическими лаками и эмалями медных проводов якорей электрических машип привела к уменьшению сечения проводов. Следствием это­ го явилось уменьшение габаритов электрических машин.

Как же объяснить, почему лакокрасочные покрытия об­ ладают ничтожной проводимостью, т. е. практически не пропускают электрический ток и являются изоляторами (диэлектриками)?

Известно, что высокая электрическая проводимость ме­ таллов обусловлена наличием в их кристаллической ре­ шетке свободных электронов. В твердых полимерах, со­ ставляющих основу лакокрасочных покрытий, свободных электронов нет, так как все внешние электроны прочно связаны в молекулах. Полимеры не обладают электронной проводимостью. Механизм прохождения электрического то­